中职劳动版《电工基础》3—3　戴维南定理课件

1.理解戴维南定理,并能应用于分析计算电路。 2.理解负载获得最大功率的条件和功率匹配的概念。 §3—3　戴维南定理 一、戴维南定理 如果一个复杂电路,并不需要求所有支路的电流,而只要求某一支路的电流,在这种情况下,可以先把待求支路移开,而把其余部分等效为一个电压源,这样计算就很简便了。 戴维南定理所给出的正是这种方法,所以戴维南定理又称等效电压源定理。这种等效电压源电路也称戴维南等效电路。 等效电路 任何具有两个引出端的电路(也称网络)都可称为二端网络。若在这部分电路中含有电源,就称为有源二端网络,否则就称为无源二端网络。 有源二端网络 无源二端网络 利用戴维南定理求解的步骤如下: 1.戴维南定理只适用于线性有源二端网络,若有源二端网络内含有非线性电阻,则不能应用戴维南定理。 2.在画等效电路时电压源参考方向应与选定的有源二端网络开路电压参考方向一致。 【例】 电桥电路如图a所示,已知R1=10Ω，R2=2.5Ω，R3=5Ω，R4=20Ω，E=12.5V (内阻不计),R5=69Ω，求电阻R5上通过的电流。 解:(1)先移开R5支路,求开路电压UAB,如图b所示。 (2)再求等效电阻RAB (注意要将电源除去,视为短路),如图c所示。 (3)画出等效电路,并将R5接入,如图d所示,则 二、电源向负载输出的功率 负载获得最大功率的条件是:负载电阻与电源的内阻相等,即R=r,这时负载获得的最大功率为 由于负载获得最大功率也就是电源输出最大功率,因而这一条件也是电源输出最大功率的条件。 当电动势和内阻均为恒定时,负载功率P 随负载电阻R变化的关系曲线如图所示。 负载获得最大功率的条件 结论并不仅限于实际电源,它同样适用于有源二端网络变换而来的等效电压源。 9 【例】 图a所示电路中,电源电动势E=6V，内阻r=10Ω,电阻R1=10Ω,要使R2获得最大功率，R2的阻值应为多大? 这时R2获得的功率是多少? 解:(1)移开R2支路,将左边电路看成有源二端网络(图b)。 (2)将有源二端网络等效变换成电压源(图c)。 10 (3)R2=r0=5Ω时,R2可获得最大功率(图d)。 当负载电阻与电源内阻相等时,称为负载与电源匹配。这时负载上和电源内阻上消耗的功率相等,电源的效率即负载功率与电源输出总功率之比只有50%。 在电子电路中,因为信号一般很弱,常要求从信号源获得最大功率,因而必须满足匹配条件。 在负载电阻与信号源内阻不等的情况下,为了实现匹配,往往要在负载之前接入变换器。 未接变换器前输出功率小 接入变换器后输出功率大 变换器的作用 $